Stäubli Tec-Systems Sechsachsroboter arbeitet in nur 3,5 m² großer Reinraumprüfzelle

Im Reinraum prüfen: Das geht bei Boehringer Ingelheim schnell und sauber mit einem Roboter.

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• Jeder Quadratzentimeter Reinraumfläche genutzt

• Niedrige Taktzeiten, da u. a. kein Greiferwechsel nötig ist

• Gekapselten Bauweise macht Einsatz im Reinraum möglich

Die Miniaturisierung von Bauteilen und Geräten prägt längst auch in der Medizintechnik das Bild. Bei der Konstruktion von Prüfzellen für medizintechnische Produkte kann diese Entwicklung nicht ignoriert werden – besonders, wenn die Anlage im Reinraum eingesetzt werden soll. Denn: Jeder Kubikmeter Reinraum ist teuer und treibt die Produktionskosten in die Höhe.

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Das Pharmaunternehmen Boehringer Ingelheim orderte bei Hoyer Montagetechnik – ein Spezialist im Bereich Sondermaschinenbau – eine automatische Anlage für die Prüfung von Inhalator-Dosiersprays. Wichtige Kriterien bei der Konzeption der Anlage waren die Einhaltung der Reinraumklasse sowie ein platzsparendes Anlagenlayout.

Boehringer Ingelheim produziert die Taschen-Inhalatoren unter dem Produktnamen Respimat Soft Inhaler in Millionenstückzahlen. Wie in der Medizintechnik üblich, gelten dabei höchste Sicherheits- und Qualitätsstandards. Dies setzt umfangreiche Prüfschritte während der Produktion voraus. Neben prozessintegrierten Prüfungen sind zusätzliche Auswahlprüfungen, mit denen Einzelteile in zerstörenden Verfahren getestet werden, unerlässlich. Dabei geht es um verschiedene Zug-, Druck- und Hochdruckprüfungen.

Auf 3,5 m² prüft ein reinraumtauglicher Sechsachsroboter

Auf der Anlage laufen im Schicht-Betrieb an sieben Tagen in der Woche Prüfungen von funktionellen Einzelteilen des Inhalatorsprays. Das Handling der zu prüfenden Teile übernimmt ein zentral angeordneter Sechsachs-Roboter vom Typ Stäubli TX60L in Reinraumausführung mit in Eigenregie gefertigtem Greifersystem. Die Anlage prüft die Einzelteile zerstörend. Um die Funktionskräfte für den vorgesehenen Einsatz zu simulieren, wird mit der in der Praxis maximal auftretenden Belastung getestet und diese anschließend bis zur Zerstörung der Teile erhöht.

Bei der Konstruktion der Pilotanlage, der weitere folgen sollen, legte Hoyer besonderes Augenmerk auf den Roboter, wie Eberhard Walther, Konstruktionsleiter bei Hoyer, erläutert: „Für medizintechnische Anlagen dieser Art sind Stäubli-Roboter aufgrund ihrer voll gekapselten Bauweise mit einhergehender hervorragender Reinraumtauglichkeit erste Wahl. Konkret haben wir uns für den Stäubli TX60L entschieden – ein kompakter Sechsachser, der nahezu hundertprozentige Verfügbarkeit, große Reichweite, herausragende Präzision und sehr lange Wartungsintervalle garantiert.“

Speziell konstruierter Greifer ist vielseitig einsetzbar

Nach dem manuellen Befüllen des Palettierautomaten mit einem Rollwagen, auf dem sich einzelne Trays mit den zu prüfenden Teilen befinden, vereinzelt und positioniert der Automat die Teileträger an der Übergabestelle zur Prüfzelle. Dort liest ein BV-System die auf den Teileträgern aufgebrachten Codes und gibt Informationen über Teileart, Prüfprozedur, Stationsauswahl und entsprechende Roboterprogramme an die Siemens-SPS-Steuerung weiter, die den entsprechenden Prüfzyklus startet.

Jetzt zeigt sich der große Vorteil des von Hoyer konstruierten Greifers, mit dem sich alle Prüfungen für alle Teilearten durchführen lassen. Ein Greiferwechsel ist somit in keinem Fall erforderlich, Umrüstzeiten und aufwändige Greiferwechselstationen entfallen gänzlich – Flexibilität und Produktivität in Höchstform.

Roboter bewährt sich bei Zug- und Druckprüfung

Werden beispielsweise die Hochdruck-Zerstäuberdüsen zur Verfügung gestellt, wird der Greifer entsprechend den eingelesenen Informationen positioniert und nimmt das Teil vom Tray ab. Danach geht es in eine geschlossene Testvorrichtung, die die Zerstäuberdüse am Gewinde aufnimmt. Nun greift der Roboter einen Teststößel und positioniert diesen schnell und präzise in der Testvorrichtung. Der Teststößel bringt mit permanent steigendem Druck bis maximal 2.000 bar Wasser in die Zerstäuberdüse ein, bis diese platzt. Nach dem Bersten müssen alle Rückstände aus der Prüfaufnahme zuverlässig entfernt werden. Hierzu war eine Vielzahl innovativer Ideen gefragt, die Hoyer in mehreren Technologieschritten industriefest umsetzte.

Auch bei der Zug- und Druckprüfung der anderen Bauelemente des Respimaten bewährt sich der Stäubli TX60L hervorragend. Der kompakte Sechsachser erledigt auch hier sämtliche Handhabungsaufgaben zuverlässig, präzise und schnell. Beim Kanülenkopf wird der feste Sitz der Kanüle geprüft. Bei einer weiteren Prüfung geht es um die Qualität des Ampullenverschlusses, der mechanisch unter Druck gesetzt wird, bis der Deckel platzt. Eine Reinigungs- und Spüleinheit bereitet die Vorrichtung anschließend für die nächste Prüfung vor.

Konzeption der Prüfanlage sorgt für niedrige Taktzeiten

Die Automation der Prüfungen stellt einen wahren Quantensprung dar. Neben der signifikanten Erhöhung der Produktivität ermöglicht die Anlage die Einhaltung allerhöchster Qualitätsstandards unter jederzeit prozesssicher reproduzierbaren Bedingungen. „Die Konzeption der Prüfanlage ermöglicht niedrige Taktzeiten. Zudem punktet die Zelle mit hoher Service- und Wartungsfreundlichkeit sowie geringem Energieverbrauch. Ein zuverlässiger, präziser Roboter mit universeller Greiftechnik garantiert in Kombination mit pfiffigen Detaillösungen eine Prüfqualität, die den hohen Anforderungen in der Medizintechnik gerecht wird“, freut sich Eberhard Walther.

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